使用OpenCV平移图像内容

Question

从一张图片开始，我想将其内容向上移动10个像素，而不改变大小，并将底部的子图像（宽度 x 10像素）填充为黑色。

例如，原始图像：

移位后：

是否有使用 OpenCV 执行此操作的函数？

- vdenotaris

Answer 1

您可以简单地使用仿射变换矩阵平移（基本上是为了移动点）。cv::warpAffine() 函数与适当的转换矩阵将解决问题。

其中： tx 是图像 x 轴上的偏移量， ty 是图像 y 轴上的偏移量， 图像中每个像素都会这样移动。

您可以使用此函数返回平移矩阵。（可能对您来说是不必要的）但它将根据 offsetx 和 offsety 参数移动图像。

Mat translateImg(Mat &img, int offsetx, int offsety){
    Mat trans_mat = (Mat_<double>(2,3) << 1, 0, offsetx, 0, 1, offsety);
    warpAffine(img,img,trans_mat,img.size());
    return img;
}

如果您想将图像向上移动10个像素，则调用：

translateImg(image,0,-10);

然后，您的图像将会按照您所期望的进行移动。

- pajus_cz

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你能解释一下语句 Mat_<double>(2,3) << 1 的作用吗？ - locke14

不仅仅是 Mat_<double>(2,3) << 1，而是整个表达式： Mat_<double>(2,3) << 1, 0, offsetx, 0, 1, offsety 将值插入矩阵中。因此，trans_mat 中的值将在第一行是 1,0,offsetx，第二行是 0,1,offsety。如原帖中所示的矩阵 M。 - pajus_cz

相比其他解决方案，这是一个创意答案，但CPU密集型。 - TimZaman

@pajus_cz 感谢澄清。 - locke14

Answer 2

有没有OpenCV内置函数可以直接执行这个操作？

https://github.com/opencv/opencv/issues/4413 （之前是 http://web.archive.org/web/20170615214220/http://code.opencv.org/issues/2299）

或者您可以这样做

    cv::Mat out = cv::Mat::zeros(frame.size(), frame.type());
    frame(cv::Rect(0,10, frame.cols,frame.rows-10)).copyTo(out(cv::Rect(0,0,frame.cols,frame.rows-10)));

- Zaw Lin

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这是一个有点糟糕的技巧。它能用，但是会创建不必要的“零图像”和复制。我相信我的解决方案使用仿射变换更加干净且性能更好。 - pajus_cz

不管你是否自己创建，“零图像”都会被创建。另外，copyTo执行的是简单的内存复制操作，比wrapAffine执行的所有复杂操作都要快得多。 - user2983637

谢谢！对我来说，第二个结果比wrapAffine更快。 - debihiga

如果您想将图像向下移动，该怎么办？ ;) - ed22

Answer 3

这个链接或许能帮助解决这个问题，谢谢

import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('images/input.jpg')
num_rows, num_cols = img.shape[:2]   

translation_matrix = np.float32([ [1,0,70], [0,1,110] ])   
img_translation = cv2.warpAffine(img, translation_matrix, (num_cols, num_rows))   
cv2.imshow('Translation', img_translation)    
cv2.waitKey()

tx和ty分别可以控制像素在x和y方向上的移位。

- J.Zhao

Answer 4

这里是我写的一个函数，基于Zaw Lin的答案，可以在任何方向上移动任意数量的像素行或列进行帧/图像偏移：

enum Direction{
    ShiftUp=1, ShiftRight, ShiftDown, ShiftLeft
   };

cv::Mat shiftFrame(cv::Mat frame, int pixels, Direction direction)
{
    //create a same sized temporary Mat with all the pixels flagged as invalid (-1)
    cv::Mat temp = cv::Mat::zeros(frame.size(), frame.type());

    switch (direction)
    {
    case(ShiftUp) :
        frame(cv::Rect(0, pixels, frame.cols, frame.rows - pixels)).copyTo(temp(cv::Rect(0, 0, temp.cols, temp.rows - pixels)));
        break;
    case(ShiftRight) :
        frame(cv::Rect(0, 0, frame.cols - pixels, frame.rows)).copyTo(temp(cv::Rect(pixels, 0, frame.cols - pixels, frame.rows)));
        break;
    case(ShiftDown) :
        frame(cv::Rect(0, 0, frame.cols, frame.rows - pixels)).copyTo(temp(cv::Rect(0, pixels, frame.cols, frame.rows - pixels)));
        break;
    case(ShiftLeft) :
        frame(cv::Rect(pixels, 0, frame.cols - pixels, frame.rows)).copyTo(temp(cv::Rect(0, 0, frame.cols - pixels, frame.rows)));
        break;
    default:
        std::cout << "Shift direction is not set properly" << std::endl;
    }

    return temp;
}

- Antonis Io

Answer 5

由于目前没有Python解决方案，如果您通过Google搜索使用Python来移动图像，则会进入此页面，这里提供了一个使用np.roll()的Python解决方案。

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沿x轴移动

import cv2
import numpy as np

image = cv2.imread('1.jpg')
shift = 40

for i in range(image.shape[1] -1, image.shape[1] - shift, -1):
    image = np.roll(image, -1, axis=1)
    image[:, -1] = 0

cv2.imshow('image', image)
cv2.waitKey()

沿y轴移动

import cv2
import numpy as np

image = cv2.imread('1.jpg')
shift = 40

for i in range(image.shape[0] -1, image.shape[0] - shift, -1):
    image = np.roll(image, -1, axis=0)
    image[-1, :] = 0

cv2.imshow('image', image)
cv2.waitKey()

- nathancy

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np.roll正是我所需要的，尽管我不是在处理图像。谢谢！ - Vinícius Queiroz

如何将其对角线向右上方移动，即进行顶部移位和右移？ - binit92

你可以使用 np.roll(image, (pixels_x, pixels_y), axis=(0,1)) 来进行对角线移动。 - Samuel

Answer 6

Is there a function to perform directly this operation with OpenCV?

http://code.opencv.org/issues/2299

or you would do this

  cv::Mat out = cv::Mat::zeros(frame.size(), frame.type());
  frame(cv::Rect(0,10,
  frame.cols,frame.rows-10)).copyTo(out(cv::Rect(0,0,frame.cols,frame.rows-10)));

上面的代码只能用来向一个方向移动（向左和向上）。下面的代码是以上代码的扩展版本，可以用来在任何方向上移动。

int shiftCol = 10;
int shiftRow = 10;

Rect source = cv::Rect(max(0,-shiftCol),max(0,-shiftRow), frame.cols-abs(shiftCol),frame.rows-abs(shiftRow));

Rect target = cv::Rect(max(0,shiftCol),max(0,shiftRow),frame.cols-abs(shiftCol),frame.rows-abs(shiftRow));

frame(source).copyTo(out(target));

- William Sutrisna

Answer 7

h, w = image.shape     # for gray image
shift = 100          # any legal number 0 < x < h

img[:h-shift, :] = img[shift:, :]
img[h-shift:, :] = 0

- Anil Myne

Answer 8

我的实现方式与被接受的答案相同，但它可以向任何方向移动...

using namespace cv;
//and whatever header 'abs' requires...

Mat offsetImageWithPadding(const Mat& originalImage, int offsetX, int offsetY, Scalar backgroundColour){
        cv::Mat padded = Mat(originalImage.rows + 2 * abs(offsetY), originalImage.cols + 2 * abs(offsetX), CV_8UC3, backgroundColour);
        originalImage.copyTo(padded(Rect(abs(offsetX), abs(offsetY), originalImage.cols, originalImage.rows)));
        return Mat(padded,Rect(abs(offsetX) + offsetX, abs(offsetY) + offsetY, originalImage.cols, originalImage.rows));
}

//example use with black borders along the right hand side and top:
Mat offsetImage = offsetImageWithPadding(originalImage, -10, 6, Scalar(0,0,0));

这段代码来源于我的工作代码，但更改了一些变量。如果无法编译，则很可能只需要更改一些小细节 - 但你可以理解abs函数的用法...

- Lamar Latrell

Answer 9

一些可能对大家有用的Python代码。

h, w, c = image.shape 
shift = 4 #set shift magnitude
img_shift_right = np.zeros(image.shape)
img_shift_down = np.zeros(image.shape)
img_shift_left = np.zeros(image.shape)
img_shift_up = np.zeros(image.shape)



img_shift_right[:,shift:w, :] = image[:,:w-shift, :]
img_shift_down[shift:h, :, :] = image[:h-shift, :, :]
img_shift_left[:,:w-shift, :] = image[:,shift:, :]
img_shift_up[:h-shift, :, :] = image[shift:, :, :]

- YScharf

Answer 10

我最初尝试了pajus_cz的答案，但实际上速度相当慢。而且，我无法承担制作临时副本的成本，所以我想出了这个解决方案：

void translateY(cv::Mat& image, int yOffset)
{
    int validHeight = std::max(image.rows - abs(yOffset), 0);
    int firstSourceRow = std::max(-yOffset, 0);
    int firstDestinationRow = std::max(yOffset, 0);

    memmove(image.ptr(firstDestinationRow),
            image.ptr(firstSourceRow),
            validHeight * image.step);
}

它比基于warpAffine的解决方案快上数个数量级。(但这在你的情况下可能完全无关紧要。)

- Reunanen